[發明專利]一種多官能度聚酯型紫外光固化樹脂、組合物及其制備

在審

• 申請號: 202011426415.7
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112625228A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李建波;潘學儀
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C09D167/06;C09J167/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種多官能度聚酯型紫外光固化樹脂、組合物及其制備，具體方法為：將單體、多元醇和辛酸亞錫加入帶有攪拌裝置的反應釜中，在氮氣保護下反應制得一定分子量的聚酯多元醇；加入少量阻聚劑和丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，加熱反應得到含有多個活性丙烯酸酯官能團的聚酯丙烯酸酯樹脂；加入適量UV光引發劑和活性稀釋劑，攪拌均勻，真空除氣泡、封裝，即得到星型聚酯丙烯酸酯樹脂組合物。本發明的樹脂以生物基丙交酯等為主體結構，將星形分子結構引入樹脂中以降低粘度，其組合物作為光固化材料，除了具有固含量高、低氣味、不含有機溶劑，可在紫外光輻射下快速固化的特點，還有較低的粘度，較好的涂層性能，是一種優質的綠色環保型樹脂材料，可用于功能型涂料、膠黏劑等的研發和生產應用。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種多官能度聚酯型紫外光固化樹脂、組合物及其制備。

背景技術

近年來，有關紫外光固化技術的研究和開展日益活躍，在涂料、膠黏劑、微電子、齒科修復和生物材料等領域應用廣泛。在來源方面，基本上所有丙烯酸酯都是石油基材料。如今，在環境污染和原油短缺的壓力下，越來越關注對生物基材料的開發和應用，實現由再生物質向高分子材料和復合材料的轉化。

高粘度是紫外光固化樹脂的普遍問題。傳統紫外固化樹脂配方中的活性稀釋劑比例很高，活性稀釋劑的主要功能是降低系統的粘度，但是低分子量的活性稀釋劑會導致高含量揮發性有機化合物排放，對環境造成影響。此外，活性稀釋劑添加過多會降低固化后薄膜的柔韌性和機械性能。因此，亟需尋找方法來降低樹脂粘度，減少活性稀釋劑的使用。

Cui等(Polymer Bulletin,2016,73,571-585)研究分析了分子鏈中引入了低分子量聚醚對樹脂粘度的影響，發現低分子量聚醚的引入可以有效降低樹脂粘度；Long等(Additive Manufacturing,2020,35)將膠體二氧化硅引入聚氨酯丙烯酸酯樹脂基質中獲得了一種聚合物-無機雜化材料，大大降低了體系的粘度。上述低分子量聚醚體系的UV樹脂，雖然能有效降低樹脂粘度，但受限于聚醚材料較低的內聚力，其固化材料的力學強度卻普遍比較低。而無機膠體二氧化硅的引入，會降低樹脂體系的相容性，同樣會降低UV固化材料的力學性能。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種多官能度聚酯型紫外光固化樹脂、組合物及其制備，該紫外光固化樹脂以生物基乳酸等為主體結構，將星形分子結構引入樹脂中以降低粘度，其組合物作為光固化材料，除了具有固含量高、低氣味、不含有機溶劑，可在紫外光輻射下快速固化的特點，還有較低的粘度，較好的涂層性能，是一種優質的綠色環保型樹脂材料，可用于功能型涂料、膠黏劑等的研發和生產應用。

本發明所述的樹脂，采用無規共聚的方式在分子鏈中引入聚乳酸和聚己內酯，通過聚己內酯組分降低樹脂的整體玻璃化轉變溫度，并通過星形支化結構降低分子鏈之間的纏繞進一步降低樹脂粘度；同時，本發明所述樹脂由于采用共聚結構，可以有效避免相容性問題；進一步地，本發明所述樹脂主體結構為內聚力更高的聚酯，因此固化后的力學性能極佳。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的技術方案之一提供了一種多官能度聚酯型紫外光固化樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚酯單體加入到反應釜中，再加入多元醇與辛酸亞錫，在惰性氣體保護下反應，得到聚酯多元醇；

(2)往聚酯多元醇中加入阻聚劑并分散，隨后加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，繼續在惰性氣體下反應，反應結束后除去殘余小分子，即得到目的產物。

進一步的，步驟(1)中，所述的聚酯單體為L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯和ε-己內酯中的一種或多種；

所述的多元醇為季戊四醇和雙季戊四醇中的一種或兩種。

進一步的，步驟(1)中，聚酯單體、多元醇和辛酸亞錫的添加量以重量份計，具體配比關系如下：